Também conhecido como fundição de precisão, o processo de fundição de precisão é exatamente o que o nome diz. É uma técnica utilizada no mundo metalúrgico para facilitar e agilizar o processo de fabricação de peças metálicas idênticas e peças de máquinas.
Tem um passado interessante no mundo da arte, com pesquisas antigas mostrando como costumava ser a escolha para fazer joias e decoração. Mas hoje é um procedimento usado em massa com muitos operários envolvidos.
Neste artigo, você aprenderá mais sobre esse processo. Você vai entender como funciona e o que o torna tão econômico. Então, se você se interessa por essa técnica que está presente no seu dia a dia, continue lendo!
O que é fundição de investimento?
Este é um processo de microfusão que supera todas as expectativas quando se trata de precisão. O processo de fundição é feito, em geral, derramando material líquido em uma cavidade do molde. Este líquido irá curar ao longo do tempo por uma reação química ou resfriamento. Para completar o processo, a porção solidificada, também conhecida como fundição, é ejetada ou quebrada do molde.
Com o uso de cera, plástico ou mesmo madeira, é feito um molde com o padrão pretendido. Em seguida, o invólucro é feito e endurecido em câmaras de alta temperatura. Depois disso, o metal líquido é derramado nele e deixado esfriar. A precisão desta técnica vem especialmente desta parte.
A cera e o material usado para o molde são o padrão perfeito, podendo ter muitas curvas ou arestas vivas. Pode até ter alguns amassados e arranhões. Mas o invólucro preencherá todos esses pontos e eles permanecerão no lugar depois que o material for derretido.
E assim que o metal líquido for derramado nele, ele preencherá cada centímetro do invólucro, até mesmo as manchas e amassados. Isso fornece a superfície perfeita. Se o padrão for perfeito, a peça também será.
Para que serve a fundição de investimento?
É uma tecnologia de fabricação para fundição de precisão. Isso ocorre porque ele pode reproduzir padrões de formas complexas com detalhes finos.
Hoje, isso pode ser usado principalmente nas empresas de fundição de peças metálicas e peças para máquinas. A fundição de investimento é usada nas indústrias de armas de fogo, serviços de alimentação, gás e petróleo e energia.
As fundições de investimento são empregadas em uma variedade de setores, incluindo armas, serviços de alimentação, gás e petróleo e indústria de energia. E está presente no seu dia a dia como nas peças da sua geladeira, carro e muito mais. Em vez de fazer cada um sozinho em uma fundição de fundição com maquinário pesado e muitas e muitas pessoas, eles podem fazer milhares com fundição permanente e até descartáveis.
E pode até usá-lo para arte e decorações. Na verdade, ele pode usar para a indústria. Mas os pequenos empresários e artesãos podem fazê-lo em menor escala com diferentes tipos de materiais para fazer arte e joias.
Por que é chamado de fundição de investimento?
A fundição de investimento é uma técnica de fundição secular baseada na fundição por cera perdida. O procedimento é conhecido desta forma porque o molde utilizado neste processo de fundição é “investido” com material líquido. Durante o processo de microfusão, materiais de revestimento são usados para criar um molde no qual o metal líquido pode ser derramado.
Qual é a diferença entre fundição e moldagem?
Agora que você já sabe o que é microfusão, e que envolve moldes, você deve estar se perguntando se existe alguma diferença entre os dois.
E sim, existe. A distinção fundamental entre moldagem e fundição é o material usado na operação. A fundição é normalmente feita com metal, mas a moldagem é feita com plásticos. Em ambos os casos, o material fundido é derramado em uma matriz ou molde para obter a forma final.
E aqui está uma etapa de fundição de alumínio em que a tecnologia desempenha um papel importante. Hoje, o negócio de impressão 3D tornou-se mais acessível às pessoas, tornando o processo de moldagem ainda mais comum.
Você pode encontrar muitas pequenas empresas on-line que usam os modelos de plástico feitos com a máquina de impressão 3D para fazer moldes. A resina é o material mais utilizado por eles para fazer artesanato com esses moldes. Eles fazem tripés, brincos e muitas figuras com esses moldes.
Em escalas maiores, algumas fundições e indústrias de microfusão estão começando a ver um benefício no uso de modelos impressos em 3D para fazer moldes permanentes. Dessa forma, os processos de modelagem e modelagem podem ser mais baratos e rápidos, exigindo menos tempo e dinheiro para resultados semelhantes. Mesmo que quanto mais precisas forem as máquinas de impressão 3D, mais cara ela será.
Mas falando nisso, que tipos de fundição de alumínio existem?
Tipos de fundição de investimento em indústrias
Não existe apenas um tipo de metal no processo de revestimento por microfusão. Na verdade, o alcance pode surpreender muitas pessoas. É um processo econômico e muito versátil. A fundição por microfusão pode ser usada para uma variedade de aplicações. Fundição de investimento é uma ótima opção para pessoas que priorizam qualidade e economia de tempo.
Existem muitos tipos de fundição, tais como:
- Fundição de aço inoxidável.
- Fundição de aço carbono.
- Fundição de metais.
- Fundição Rápida de Protótipos.
- Fundição de Alumínio
- Fundição de latão
- Fundição de Bronze
- Fundição de Cobalto
- Fundição de Aço Ferramenta
Ver? Existem muitas possibilidades, e não apenas para metais, mas também para o invólucro. Diferentes tipos de resultados exigem diferentes tipos de fundição. Alguns são mais populares do que outros, mas aqui estão algumas dessas possibilidades que podem ser feitas.
● Fundição em areia
Um método de fabricação de peças fundidas em um molde de areia. A fundição em areia pode produzir aço, ferro e a maioria das peças fundidas de ligas não ferrosas.
Este método é ótimo para detalhes precisos e padrões de formas complexas. Tem um custo subjetivamente baixo, e é mais utilizado com peças e peças automotivas.
● Fundição por gravidade
Esta é uma técnica de moldagem na qual o material fundido é injetado com um molde de metal por gravidade, depois resfriado e solidificado dentro do molde para produzir uma peça fundida.
Mas há a necessidade de evacuar o ar dentro do molde, portanto, ações após o processo ainda devem ser tomadas. Este método é realmente mais propenso a rachaduras e quebras, por isso é necessário ter um cuidado extra com o produto final.
● Fundição de Baixa Pressão
Este método utiliza pressão para garantir que o fundido cristalize e garanta a melhor qualidade do produto. É ótimo para fundições finas e usa todo o metal derretido necessário, deixando menos resíduos.
O equipamento simples também ajuda no valor custo-benefício. O também é menor necessidade de mão de obra, e sua simplicidade ajuda no treinamento e uso dos materiais.
● Fundição Centrífuga
Nesta técnica de fundição, as matérias-primas são convertidas em um molde giratório, que é então preenchido e cimentado por força centrífuga.
Este método usa muito menos metal do que os outros. O processo de fiação é uma boa opção para fazer com que o material líquido perfure todos os cantos do projeto. Mas existem algumas desvantagens nesse processo. Envolve muito mais maquinário e a qualidade final pode não ser a melhor.
● Fundição a vácuo
Um avançado processo de fundição sob pressão que melhora as propriedades mecânicas e a qualidade da superfície das peças fundidas, removendo ou reduzindo significativamente os poros e gases dissolvidos no processo, extraindo o gás da cavidade do molde. Esta é uma ótima maneira de fazer fundições mais finas e menos maquinário é necessário.
● Espremer a fundição sob pressão
A prensagem de fundição sob pressão é um processo de obtenção imediata do produto ou peça em bruto endurecendo o metal líquido ou semi-sólido sob pressão aumentada e modelagem fluida. Ele fornece os benefícios do alto uso de metal líquido, um processo mais simples e qualidade consistente.
É um processo de conformação de metais que utiliza menos energia e possui uma ampla gama de aplicações possíveis. Também auxilia na eliminação de poros e outros possíveis defeitos da peça.
● Fundição de espuma perdida
É um processo de fundição revolucionário no qual um conjunto de modelos é formado pela combinação de modelos de parafina ou espuma que são comparáveis em tamanho e forma à fundição. Depois de escovar e curar o revestimento refratário, ele é vibrado enterrando-o em areia seca de quartzo. O metal líquido ocupa o local do modelo após a solidificação e o resfriamento após ser vazado sob pressão aplicada para vaporizar o modelo.
Assim, assim que estiver pronto, você terá uma peça de fundição de alta precisão. Este método também é ótimo para o planeta, é limpo e não polui.
● Transmissão contínua
Ele funciona com a ideia de derramar continuamente metal fundido em um molde de metal específico conhecido como cristalizador. A fundição endurecida (com crosta) é constantemente extraída da extremidade oposta do molde e pode ter qualquer comprimento ou comprimento definido de fundição.
Por sua ação de resfriamento rápido, o material é resistente e forte. É também um processo muito econômico.
● Fundição de investimento
Quanto à fundição de alumínio, é o processo de fazer um padrão a partir de um material fusível e cobrir a superfície do padrão com muitas camadas de material refratário. O design é então derretido da carcaça do molde para obter um molde sem superfície de separação. Finalmente, o processo é preenchido após o cozimento em altas temperaturas.
Este tem a maior precisão quando se trata de dimensão da superfície e características geométricas.
Vantagens e Desvantagens da Fundição de Investimento
Você já sabe como a fundição por microfusão é econômica e de alta qualidade, agora vamos comparar suas vantagens e desvantagens!
Vantagens
- Dá um acabamento suave ao produto final.
- Tem uma produção mais rápida
- Tolerâncias apertadas
- Ferramentas acessíveis
- Variação de tamanho de alto alcance
- Vasta variedade de materiais (ferosos e não ferrosos)
Desvantagens
- Maior tempo de espera
- Um pouco mais caro do que a fundição em areia
Este é de fato um grande processo. E uma opção incrível para quem não quer etapas complexas e ainda consegue um produto final quase perfeito.
Mas por que a cera é usada no processo de microfusão?
Durante as operações de montagem e acabamento, as ceras adesivas são amplamente utilizadas. Essas ceras auxiliam na união de diferentes ceras de padrão ou na construção de um conjunto de sprue. A cera auxilia na formação de um forte adesivo entre as peças, permitindo que elas resistam ao manuseio dos trabalhadores enquanto a casca cerâmica está sendo criada.
A cera é o melhor material para ajudar o molde a ser preciso e forte. Quanto mais apertado o molde, mais suave e preciso será o produto final. Ela pode derreter depois, de forma fácil e rápida. Mas o molde feito por ela fica limpo e liso, não interrompendo o acabamento da peça. É também um material não caro, tornando-se uma opção comum para toda a indústria.
Qual é a diferença entre fundição de investimento e fundição em areia?
A fundição em areia e a fundição de investimento são dois processos para a produção de objetos metálicos que envolvem o vazamento de metal fundido em moldes. Apesar de essas tecnologias terem milhares de anos, elas foram desenvolvidas ao longo do tempo para reduzir a quantidade de metal utilizada e a quantidade de usinagem e polimento necessária. No entanto, existem distinções substanciais entre esses dois procedimentos de fabricação de componentes metálicos.
Seu processo pode parecer semelhante, mas a principal diferença está no molde. Um usa areia e o outro usa cera.
A fundição de investimento também tem um alto custo de pré-produção para desenvolver um design de cera e revestimento de cerâmica e, em seguida, fazer itens com acabamento suave. Embora a fundição em areia seja mais barata que a fundição por microfusão, ela requer um processo posterior para lidar com a superfície áspera do produto final.
Vamos entender os dois métodos para ter uma visão melhor de como essas diferenças afetam cada processo de revestimento por microfusão.
como as diferenças de fundição de areia e fundição de investimento afetam cada processo.
Fundição de areia
Neste método, um molde é feito compactando areia ao redor do padrão ou modelo do projeto concluído. Pode-se rasgar o desenho, você pode removê-lo do molde. Você pode remontar as duas peças do molde e despejar o metal fundido nos orifícios. Quando o metal esfriar o suficiente, ele poderá remover as peças. Pode recuperar a areia novamente e as peças separadas.
Assim, o molde feito de areia pode ser reutilizado ou recriado. O custo pode ser reduzido, pois pode retirar a areia do molde e esmagá-lo para fazê-lo novamente.
Normalmente, esses moldes são formados por duas partes. Eles se unem firmemente, para que o material possa derramar dentro. Mas o molde não pode ser reutilizado. Eles são destruídos principalmente no processo. Como a areia é reutilizável, outros moldes são fáceis e rápidos de fazer.
Isso também é ótimo com detalhes e peças de formas complexas, mas o produto final pode não ser tão preciso.
Casting de investimento
Quanto à fundição de investimento, as coisas são um pouco diferentes. Seus produtos acabados são lisos e basicamente perfeitos, cheios de detalhes e fortes.
Neste caso, o molde é feito construindo uma versão em cera do produto final. Em seguida, o molde vai para um local de alta temperatura e o modelo de cera derrete.
Vários projetos de cera podem ser construídos em uma árvore e cuidadosamente conectados usando trilhos de cera e sprues para fundir vários componentes de uma só vez. Depois disso, a “árvore” é continuamente mergulhada em uma pasta cerâmica, que endurece à medida que seca.
A árvore e seus desenhos são aquecidos para dissolver a cera depois de obter várias camadas de cerâmica que foram solidificadas. A cera nos sprues e nas comportas também flui para fora da árvore, formando túneis e tubulações para que o metal fundido siga e preencha o molde completamente.
A diferença entre este processo e o processo de fundição em areia é o molde que não pode ser reaproveitado ou recuperado. A cera derrete em temperaturas mais altas, mas a areia apenas se dissolve, mas pode ser refeita novamente.
Como é o processo de fundição de investimento?
Agora você aprenderá passo a passo como esses moldes são feitos e como o produto acabado é colocado no mercado.
1. Criação de padrões
Primeiro deve criar o padrão para o produto final. Eu posso fazer isso de muitas maneiras. Pode injetar a cera em um molde, moldado manualmente a partir de um bloco de cera, ou produzido usando uma impressora 3D e o material de cera adequado.
2. Fazendo uma árvore
Uma árvore é uma estrutura onde os moldes são colocados juntos. Nesta fase, é referido como uma árvore, uma vez que cada desenho de cera separado é efetivamente um “ramo” e será combinado em uma obra de arte finalizada após a conclusão do processo.
3. Lançando
A carcaça em concha é adicionada ao redor da árvore depois de construída. A árvore é primeiro imersa em uma pasta cerâmica. Em seguida, é imerso em estuque de areia fina. Para que possa ser utilizada, a moldagem deve estar completamente seca. Essas etapas podem ser repetidas até que o molde seja espesso o suficiente para suportar as forças de fundição.
4. Removendo a cera
Os padrões de cera devem ser removidos antes que o material escolhido seja colocado no molde recém-descascado. Isto é freqüentemente realizado aquecendo a cera em um forno. Para aquecer a cera, o vapor pode ser utilizado alternativamente. O molde pode virar de cabeça para baixo para permitir que a cera líquida escorra e reutilize para fazer novos desenhos de cera.
5. Derramando o material
Após a remoção da cera, o material escolhido é despejado no orifício deixado pela cera. O líquido tomará a forma do molde e poderá esfriar. Permanecerá assim até que esteja totalmente seco e sólido. Agora é a hora de terminá-lo.
6. Remoção e acabamento do produto
Após o resfriamento, o molde precisa quebrar para revelar o resultado final. O próximo passo é polir o item!
Agora você aprenderá passo a passo como esses moldes são feitos e como o produto acabado é colocado no mercado.
Um breve histórico do processo de microfusão
Fundição de investimento tornou-se popular como um método industrial contemporâneo no final de 1800, quando os dentistas começaram a empregá-lo para coroas e inlays de empresas de fundição de investimento, conforme relatado por Barnabas Frederick Philbrook de Council Bluffs, Iowa em 1897. William H. Taggart de Chicago, cujo A publicação de 1907 relatou sua descoberta de uma técnica, acelerou sua aplicação.
Ele também criou um material de revestimento e uma máquina de fundição sob pressão de ar, bem como um composto de padrão de cera com qualidades excepcionais. Mas durante a Segunda Guerra Mundial, houve um aumento na demanda por produção de forma líquida precisa e ligas específicas que não podiam ser moldadas usando processos regulares ou precisavam de usinagem excessiva. A indústria mudou para a fundição de investimento. Após a guerra, foi empregado em uma variedade de aplicações comerciais e industriais que exigiam peças de metal intrincadas.
No entanto, a fundição de investimento tem uma longa história que remonta a milhares de anos. Seu uso inicial foi principalmente para decoração e jóias, com padrões de cera de abelha natural, moldes de barro e foles acionados manualmente para fornalhas.
Exemplos são descobertos em todo o mundo, incluindo civilizações há muito perdidas, incluindo a tumba de Tutancâmon no Egito, México asteca e maia, e a cultura de Benin na África. O método criou obras de arte intrincadas em cobre, bronze, etc., e ouro.
Aplicações de Fundição de Investimento
Com a disponibilidade expandida de impressoras 3D de alta resolução, a impressão 3D agora pode ser utilizada para criar moldes de sacrifício significativamente maiores para fundição de precisão. A Space Technology usou o processo para imprimir o molde de um novo satélite minúsculo. Que foi então mergulhado em cerâmica para fazer o investimento para um ônibus espacial de titânio com um tanque de combustível integrado e roteamento de cabos integrado.
Os fabricantes de armas geralmente usam fundição de investimento para produzir receptores de rifle de baixo custo, gatilhos, martelos e outros componentes de precisão. E está presente no seu dia a dia, inclusive em peças de sua geladeira e carro. As peças necessárias para montar esses eletrônicos, e muitos outros, são produzidos em massa com essas técnicas e similares.
Conclusão
A fundição de precisão é um método mundialmente conhecido para a produção em massa de peças e peças para máquinas. É econômico e econômico para a indústria. A fundição de precisão fornece componentes de precisão ao mesmo tempo em que reduz o desperdício de material, o consumo de energia e a usinagem posterior. Pode também assegurar a criação de peças extremamente complicadas. Isso torna o método de microfusão muito valioso para engenheiros de projeto.
Este procedimento é usado para fabricar pequenas peças há mais de 5,000 anos. Foi usado pela primeira vez para fazer joias e decorações, e até hoje pequenos empresários e artesãos usam esse método para fazer arte em menor escala. Muitas empresas que procuram componentes leves e sofisticados consideram esse tipo de fundição como o futuro.
Mergulhando uma cera ou desenho de polímero apropriado na pasta de material refratário, um padrão de fundição de investimento é revestido. Esta operação de imersão é feita várias vezes para melhorar a espessura e a resistência do revestimento, uma vez que o revestimento do material refratário tenha solidificado.
Após a solidificação da camada final, a cera é derretida e o metal fundido, ou mesmo outros materiais, são despejados na cavidade feita pelo desenho da cera. A fundição de metal é removida do molde refratário uma vez que o metal tenha solidificado dentro do molde.
Este processo tem muitas vantagens, como tamanhos de gama alta, pode replicar padrões de formas complexas com facilidade e torna os produtos fortes. O custo não é tão caro quanto pode ser, por isso é uma boa opção para quem deseja obter um produto de alta qualidade com ferramentas simples.
Para criar os componentes complicados, a ferramenta de microfusão é geralmente composta de muitas seções que são encaixadas. Este custo “front-end” é alto, mas é prontamente compensado pela ausência de usinagem e/ou construção posterior.
Há muito o que aprender sobre o mundo metalúrgico e como isso afeta nossa vida cotidiana. Desde uma pequena peça em um carro que pode prevenir acidentes ou nos dar conforto, até uma parte de um ônibus espacial!
